水在精制處理之前，預(yù)行的初步處理，以便在水的精處理時(shí)取得良好效果，提高水質(zhì)。目前我們常說(shuō)的反滲透設(shè)備的預(yù)處理過(guò)濾器有不銹鋼過(guò)濾器、玻璃鋼過(guò)濾器和碳鋼內(nèi)襯膠過(guò)濾器三種。預(yù)處理過(guò)濾分為多介質(zhì)過(guò)濾、除鐵錳裝置、活性碳過(guò)濾和軟化過(guò)濾三部分，可采用多路閥來(lái)自動(dòng)控制器按照所設(shè)定的時(shí)間對(duì)過(guò)濾罐內(nèi)的濾料進(jìn)行反沖洗和正沖洗;或者選用手動(dòng)操作控制。
由于自然界的水都有大量的雜質(zhì)，如泥沙、粘土、有機(jī)物、微生物、機(jī)械雜質(zhì)等，這些雜質(zhì)的存在，嚴(yán)重影響精制水的水質(zhì)與處理效果，因此必須在精處理之前將一些雜質(zhì)降低或除去，這就需要預(yù)處理。
1、多介質(zhì)過(guò)濾器
多介質(zhì)過(guò)濾器主要用于去除水中的懸浮物、泥沙及顆粒性雜質(zhì)。
主要填料有：石英砂、無(wú)煙煤、纖維球等。
2、除鐵過(guò)濾器
RO的進(jìn)水鐵離子要求：Fe2+≤0.1mg/L，有時(shí)為節(jié)省成本也可放寬至≤1mg/L以下。
其主要填料為：錳砂。
除鐵原理：利用氧化方法將水中低價(jià)鐵離子和低價(jià)錳離子氧化成高價(jià)鐵離子和高價(jià)錳
3、活性碳過(guò)濾器
活性碳過(guò)濾器內(nèi)裝粒狀凈水型活性碳，主要去除水中的大分子有機(jī)物、膠體、異味、余氯等雜質(zhì),其吸腐力強(qiáng),平均可去除90%以上。其中余氯是強(qiáng)氧化劑，對(duì)RO膜有氧化作用，必須限制在≤0.1mg/L。
活性炭有圓條狀炭、不定型果殼炭和椰殼炭三種。
4、陽(yáng)離子樹(shù)脂軟化器
鈉離子交換軟化處理的原理：將原水通過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹(shù)脂中的Na2+離子相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。
作用：防止反滲透膜表面結(jié)垢、提高反滲透工作壽命和處理效果有積極意義，因此在系統(tǒng)中配置軟化器，當(dāng)總硬度小于200mg/LCaCO3以下，則不需要軟化器。其控制方式選用自動(dòng)控制。

超純水設(shè)備系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶片制造過(guò)程中重起到至關(guān)重要的作用。在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，一個(gè)晶片與超純水的接觸超過(guò)35次，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生供水中斷或者水質(zhì)不合格都會(huì)影響晶片的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。水處理之家網(wǎng)認(rèn)為，穩(wěn)定可靠的超純水設(shè)備系統(tǒng)是保障半導(dǎo)體晶片可持續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。
一、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介
本方案以半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)用超純水設(shè)備系統(tǒng)為案例，詳細(xì)講解205T/H的超大型超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、工藝流程、超純水供水網(wǎng)管設(shè)計(jì)等。
對(duì)于原水中的各種雜質(zhì)，可以選用的去除方式多種多樣，每一種凈化設(shè)備基于不同的凈化原理，對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率各不相同，甚至某些設(shè)備在去除特定雜質(zhì)的同時(shí)會(huì)引起其他雜質(zhì)數(shù)值的上升。超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是在滿足水質(zhì)要求的前提下尋找一個(gè)投資與操作優(yōu)化的凈化設(shè)備組合方案的過(guò)程。不同凈化設(shè)備對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率。對(duì)超純水水質(zhì)的指標(biāo)要求：
二、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
典型的超純水設(shè)備系統(tǒng)流程可分為部分：預(yù)處理、初級(jí)制水、精制水。在全球水資源日益匱乏的今日，超純水的回收再利用已經(jīng)成為超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)必不可缺的一部分。一般而言，經(jīng)工藝機(jī)臺(tái)使用的超純水除了PH值，電導(dǎo)率，TOC等指標(biāo)較差外，大部分指標(biāo)都優(yōu)于市政供水，只要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些凈化設(shè)備，完全可以將超過(guò)70％的超純水供水回收再利用，達(dá)到節(jié)水環(huán)保的目的。當(dāng)然，回收率越高，其設(shè)備投資及操作運(yùn)行成本也越高。本系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)充分考慮到工程水質(zhì)要求高，水量超過(guò)250噸小時(shí)的特點(diǎn)，各部分的設(shè)計(jì)兼顧經(jīng)濟(jì)性和可操作性，巧妙地將超純水回收利用系統(tǒng)融合于制備系統(tǒng)。
三、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)工藝流程
自來(lái)水—加藥—多介質(zhì)過(guò)濾器—常壓脫氣塔—換熱器—10μm過(guò)濾器—一級(jí)反滲透 —預(yù)處理水箱—活性炭過(guò)濾器—離子交換器—去離子水箱—紫外線殺菌燈—1μm過(guò)濾器—二級(jí)反滲透—中間水箱—去有機(jī)物紫外線—混床—0.45μm過(guò)濾器—膜脫氣裝置—純水設(shè)備—冷卻箱—去有機(jī)物紫外線—拋光床—超濾系統(tǒng)—輸送管網(wǎng)—用水點(diǎn)
四、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
預(yù)處理：
1.PAC、NaCl0加藥：絮凝劑PAC有助于原水中的膠體粒子和懸浮固體凝集成易被多介質(zhì)過(guò)濾器的大基團(tuán)，而NaCl0具有殺菌，分解有機(jī)物的作用。
2.多介質(zhì)過(guò)濾器：去除原水中經(jīng)絮凝的膠體粒子和懸浮固體，可通過(guò)反沖洗再生。H，S0 加藥，常壓脫氣塔：加H，S0 可將原水中的HC0 一生成C02在常壓脫氣塔中脫除，常壓脫氣塔是針對(duì)本工程大水量的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，可以提高真空膜脫氣的除氧效率，減少昂貴的脫氣膜組的使用量。
3.熱交換器：在冬季原水水溫較低時(shí)使用熱交換器加熱反滲透進(jìn)水以提高反滲透系統(tǒng)的除鹽率，保證出水水質(zhì)。
4.10 u m預(yù)過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
5.一級(jí)反滲透：反滲透對(duì)除了溶解氣體以外的大部分雜質(zhì)都有較好的脫除效果。不同材質(zhì)的反滲透膜操作條件不同，脫除雜質(zhì)的效率也不同。醋酸纖維(CA)膜。醋酸纖維(CA)膜脫除率比復(fù)合(TFC)膜低，本設(shè)計(jì)用于一級(jí)反滲透，作為預(yù)處理階段去除大量離子等雜質(zhì)之用。反滲透膜需定期加藥清洗以去除表面污染及結(jié)垢，保證反滲透效率并延長(zhǎng)膜的壽命。
6.預(yù)處理水箱：儲(chǔ)存一級(jí)反滲透產(chǎn)水，收集工藝機(jī)臺(tái)使用過(guò)的回收純水。
7.活性炭過(guò)濾器：表面具有無(wú)數(shù)10—10 A微孔的活性炭吸附預(yù)處理水尤其是回收純水中的有機(jī)物，并通過(guò)反沖洗再生。
8.離子交換塔：離子交換塔包括陽(yáng)離子樹(shù)脂床和陰離子樹(shù)脂床，主要為去除回收純水中的各種陰陽(yáng)離子，降低電導(dǎo)率而設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)一步純化預(yù)處理水，保證水質(zhì)離子交換樹(shù)脂定時(shí)用酸堿再生后可反復(fù)使用。
初級(jí)制水：
1.去離子水箱：儲(chǔ)存去離子水，調(diào)節(jié)和平衡預(yù)處理系統(tǒng)和初級(jí)制水系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.紫外線殺菌：波長(zhǎng)254nm的紫外線燈可達(dá)到殺菌的作用。
3.1um過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
4.二級(jí)反滲透： 采用復(fù)合(TFC)膜的二級(jí)反滲透可去除高達(dá)95％ 以上的各種離子和有機(jī)物。
5.中間水箱：儲(chǔ)存二級(jí)反滲透產(chǎn)水，充普通氮?dú)?，隔絕空氣，以保護(hù)水質(zhì)不受污染。
6.去有機(jī)物紫外線： 波長(zhǎng)1 85mm 的紫外線燈可分解有機(jī)物至二氧化碳和水。
7.混床：不同于離子交換塔中陰陽(yáng)離子樹(shù)脂，混床中使用的樹(shù)脂可以在較低的離子濃度下獲得很好的脫除效率，混床出水電阻率已達(dá)1 7M Q．cm以上，接近超純水電阻率要求。
8.0.45um過(guò)濾器：去除去離子水中的顆粒雜質(zhì)，并捕捉水中可能帶出的破碎的混床樹(shù)脂微粒，以保護(hù)膜脫氣裝置的脫氣膜不受損害。
9.膜脫氣裝置：加真空氮?dú)獯祾叩哪っ摎庋b置可保證產(chǎn)水中溶氧達(dá)到小于lppb的要求，與早期的真空氮?dú)獯祾叩奶盍纤啾?，具有脫氣率高，占空間小，節(jié)省氮?dú)獾膬?yōu)點(diǎn)。

超濾膜的分類：
超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中為成熟與的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
超濾技術(shù)的應(yīng)用：
早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來(lái)，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，主要包括生活飲用水、食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物、化工、生物制劑、制劑、、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。
超濾設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：
A、超濾膜元件采用世界膜公司產(chǎn)品，確保了客戶得到目前世界上質(zhì)的有機(jī)膜元件，從而確保截留性能和膜通量。
B、系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品良，可實(shí)現(xiàn)物料的分離、純化及高倍數(shù)濃縮。
C、處理過(guò)程無(wú)相變，對(duì)物料中組成成分無(wú)任何不良影響，且分離、純化、濃縮過(guò)程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對(duì)生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分。
D、系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設(shè)備相比，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
E、系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，集成化程度高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作與維護(hù)簡(jiǎn)便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低。
F、系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級(jí)管閥，現(xiàn)場(chǎng)清潔衛(wèi)生，滿足GMP或FDA生產(chǎn)規(guī)范要求。G.控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)，結(jié)合的控制軟件，現(xiàn)場(chǎng)在線集中重要工藝操作參數(shù)，避免人工誤操作，多方位確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
中空纖維超濾膜在使用中應(yīng)注意事項(xiàng)：
A、過(guò)濾系統(tǒng)要定期滅菌。 超濾膜可以截留，但不可以殺死，截留率再好的超濾膜也不能長(zhǎng)期保證干凈區(qū)不長(zhǎng)一個(gè)，有就可能大量繁殖。直接影響到透過(guò)水質(zhì)，譬如有的礦泉水成品中出現(xiàn)半透明絲狀白色絮狀的霉菌團(tuán)，主要是系統(tǒng)被霉菌污染所致。因此，必須定期對(duì)周轉(zhuǎn)環(huán)境及過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行定期滅菌，滅菌的操作周期因供給原水的水質(zhì)情況而定，對(duì)于城市普通自來(lái)水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作為供給水源時(shí)，滅菌周期更短。滅菌藥品可用500～1000mg/L次氯酸鈉溶液或1%過(guò)氧化氫水溶液循環(huán)流或浸泡約半小時(shí)即可。
B、由于每根超濾組件在出廠前加入保護(hù)液，使用前要徹底沖洗組件中的保護(hù)液，先用低壓（0.1MPa）給水沖洗1小時(shí)，然后再用高壓（0.2MPa）給水沖洗1小時(shí)，無(wú)論低壓還是高壓沖洗時(shí)，系統(tǒng)的產(chǎn)水排放閥均應(yīng)全部打開(kāi)。在使用產(chǎn)水時(shí)，應(yīng)檢查并確認(rèn)產(chǎn)品水中不含有任何殺菌劑。
C、超濾組件要輕拿輕放，并注意保護(hù)，由于超濾組件是精密器材，所以在使用安裝時(shí)要小心，要輕拿輕放，更不能甩壞。組件若停用，要先用清水沖洗干凈后，加0.5%水溶液進(jìn)行消毒滅菌，并密封好。如冬天組件還要進(jìn)行防凍處理，否則組件可能報(bào)廢。

在水處理設(shè)備系列中，用于、生物制藥、食品飲料、化學(xué)化工行業(yè)的純化水設(shè)備屬于系列產(chǎn)品，近年來(lái)隨著國(guó)家對(duì)行業(yè)的大力扶持，加之民眾對(duì)食品安全的日益重視，純化水設(shè)備需求日益
純化水設(shè)備生產(chǎn)商的硬件設(shè)施：
硬件設(shè)施包括一定的廠房面積、辦公場(chǎng)所、人員配置、服務(wù)機(jī)構(gòu)設(shè)置;在純化水設(shè)備的整體設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試過(guò)程中，一定的廠房面積作為支撐顯得尤為重要，目前深圳地區(qū)純水設(shè)備制造商數(shù)量眾多，大部分制造商只是單純的貿(mào)易模式，這種生產(chǎn)商雖然在價(jià)格上有一定優(yōu)勢(shì)，但生產(chǎn)能力、服務(wù)質(zhì)量跟不上。純化水設(shè)備要求采用304/316材質(zhì)焊接管道、機(jī)架、儲(chǔ)水罐等，并對(duì)管道進(jìn)行鈍化處理，因此客戶選擇廠家時(shí)，盡量實(shí)地考察。
純化水設(shè)備生產(chǎn)商的軟件設(shè)施：
軟件設(shè)施是公司軟實(shí)力的象征，就純化水設(shè)備制造而言，合作客戶、供應(yīng)商支持、度尤為重要。在選擇純化水設(shè)備制造廠商時(shí)，可以要求廠商提供以往成功案例，必要時(shí)可以要求廠商帶領(lǐng)客戶到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況;對(duì)于純化水設(shè)備的重要主件如反滲透膜、水泵、濾料等，有實(shí)力、度好的供應(yīng)商是保障設(shè)備良好運(yùn)行的重要條件，因此在選擇廠商時(shí)，應(yīng)詢問(wèn)相關(guān)廠商是否與度較高的部件供應(yīng)商建有長(zhǎng)期合作關(guān)系;此外對(duì)于純化水設(shè)備的度，客戶可以在網(wǎng)上有針對(duì)性的查閱。
純化水設(shè)備的價(jià)格誤區(qū)：
物美價(jià)廉、物超所值是每個(gè)客戶所期望的，俗話說(shuō)便宜沒(méi)好貨，在純化水設(shè)備價(jià)格對(duì)比中，客戶需要注意甄別不同廠商報(bào)價(jià)的真實(shí)性，價(jià)格虛低的供應(yīng)商往往在設(shè)備制造中偷梁換柱降低成本，這樣將不可避免的導(dǎo)致純化水設(shè)備在后期認(rèn)證中不能通過(guò)GMP認(rèn)證由于純化水設(shè)備從安裝調(diào)試到后期運(yùn)營(yíng)是個(gè)系統(tǒng)工程，其中各組成部件均有各種，組合之后價(jià)格相差較大情有可原，客戶在選購(gòu)純化水設(shè)備時(shí)，應(yīng)事前了解主要部件的構(gòu)成情況，并查閱相關(guān)資料做到心中有數(shù)。
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